Проведите быстро рукой по ровной поверхности стола. Вы сразу почувствуете, как нагрелись ваши пальцы. Сейчас уже ученики пятого-шестого классов знают, что при трении выделяется тепло. Но неискушенному в физике человеку трудно поверить, что воздух, тот самый воздух, который приятно холодит лицо быстро несущегося мотоциклиста или ерошит волосы, когда вы высовываетесь из окна идущего поезда, что этот воздух может расплавить самые тугоплавкие металлы.

Но это именно так. Ведь при трении о воздух может выделяться огромное количество тепла. Все зависит лишь от того, с какой скоростью движется в нем тело: чем больше скорость, тем больше выделяется тепла. Полет на скоростях, меньших скорости звука, не вызывал существенного нагрева самолета. Но представим, что уже не самолет, а ракета летит со скоростью, в пять раз превышающей скорость звука. Если нос такой ракеты сделан из алюминия, он начинает плавиться. Повысим скорость. Пусть теперь она в шесть раз больше скорости звука. Тут даже со стального носа ракеты начнут слетать брызги расплавленного металла. Набегающий с огромной скоростью воздух будет смывать жидкую сталь подобно бурному горному потоку, размывающему берега.

Теоретически можно подсчитать, что при скорости, в 10 раз превышающей скорость звука, температура воздуха на поверхности тела будет около 5-6 тысяч градусов. При такой чудовищной скорости все известные материалы испарятся, как вода, выплеснутая на раскаленную плиту. Как же удалось разогнать космическую ракету так, чтобы она не сгорела от трения о воздух?

Это нетрудно понять, если вспомнить, что плотность атмосферы не везде одинакова. Нижние, прилегающие к поверхности Земли слои воздуха более плотные, они создают большее сопротивление полету, большее трение, а следовательно, и большую температуру.

На высоте 10 километров тепловые потоки, нагревающие обшивку самолета, летящего со скоростью в 2,5 раза быстрее скорости звука, втрое меньше, чем у поверхности Земли, а на высоте 18 километров — уже в 10 раз меньше. На высоте более 200 километров нагрев уже настолько мал, что его можно сравнивать с лучистой энергией, получаемой летательным аппаратом от Солнца и Земли. А если еще учесть, что при взлете ракета набирает скорость постепенно и более плотные слои атмосферы она проходит со сравнительно малыми скоростями, то станет ясно, что при взлете космической ракеты она не будет перегреваться за время взлета. Значительно сложнее бороться с теплом ракете или спутнику, возвращающемуся на Землю. Здесь космический корабль подходит к плотным слоям атмосферы с громадной скоростью. Наиболее простой путь — сделать наш аппарат из материалов, способных выдержать высокую температуру, защитить теплостойкой броней жизненно важные приборные отсеки.

Другой путь — создание специальной охлаждающей системы, использующей в качестве охладителя либо жидкое топливо, либо воду. Интересен новый способ так называемого пористого охлаждения. При этом через мелкие поры, или отверстия, в обшивке летательного аппарата на его раскаляющуюся поверхность подается жидкость. Испаряясь, она покрывает эту поверхность тонкой пленкой пара, предохраняющего металл от плавления.

Совсем необычайным кажется способ защиты аппарата, при котором плавление... допускается.

В этом случае металл хотя и плавится, но плавится «планово» — так, как наметил конструктор. Это своего рода «компромисс» с тепловым барьером.

Малые высоты и большие скорости — вот область, проникновение в которую стоит больших усилий и которая мало-помалу отступает перед дружным напором науки и техники.

В. Л.